1、陈国贞2009年年5月月主要内容主要内容 问题的提出 2 测试系统的设计 3 数据分析与结论 4 什么是Kerr磁光效应11什么是什么是Kerr磁光效应磁光效应。1什么是什么是Kerr磁光效应磁光效应。只要我们能检测光电探测器的光强变 化就知道克尔角的大小。我们做的这个仪器就这样简单吗？情况远不如我们一开始想象那么简单。2 问题的提出问题的提出 2 问题的提出问题的提出 3 测试系统的设计测试系统的设计 我们知道当外加磁场场强大于材料的矫顽力时，测试样品的磁化方向将发生反转，其方向与外加磁场方向一致。磁场的磁感应强度为 4000 GS 左右。在实际应用时，我们一般对磁场线包施加一个扫描三角波电
2、压，扫描电压值根据需要要求可调，最大电压输出为40V左右（此时磁感应强度为6230 GS)。通过特斯拉计和电流表测试，我们得到电流与磁感应强度呈线性关系。下面接下来的问题就是如何产生这个输出频率和幅度均可调的扫描三角波电压信号。Q 3P N P 2Q 1N P N 223647185A R 1O P A 4 4 55 0 KR 4V 4 0V-4 05 KR 1 0D A 112JP 4M H D R 1 X 25 KR 61 KR 1 8 扫描三角波电压信号产生电路为了避免扫描三角波电压信号对系统电源的污染，我们对功率驱动电路采用单独电源供电。3 测试系统的设计测试系统的设计前面已经说过克尔
3、效应的样品放置与磁场线包示意图实际我们做的磁场线包 3 测试系统的设计测试系统的设计如果光强波动 3 测试系统的设计测试系统的设计3 测试系统的设计测试系统的设计 假设当外界条件的变化使得激光光强变强，这时光敏传感器立刻检测到光强的变化，它通过反馈回路使得激光的光强减少，从而抑制了激光光强的变强，使激光的光强稳定。光敏传光敏传感器感器半导体半导体激光器激光器20cos()4pkVI20cos()4skVI02sin2psAkAkVVKK I02psBVVK IpsBkpsAVVKUVVK其中其中 为激光的强度为激光的强度0I3 测试系统的设计测试系统的设计 克尔角的大小与线偏振光的偏振面旋转的
4、角度成线性的关系。普通的光敏传感器线性度很差，而线性的光功率计不好集成而且昂贵，所以我们使用了TI公司的一款集成光电传感器，它有很好的线性输出关系，解决了克尔角与输出电压的对应关系。3 测试系统的设计测试系统的设计v 我们知道克尔角 为了保证精度，我们采用仪为了保证精度，我们采用仪用放大器对传感器输出电压进行用放大器对传感器输出电压进行放大用放大用16位的高精度模数转换器位的高精度模数转换器AD974对其进行采样，其分辨率对其进行采样，其分辨率可以达到可以达到0.1mV。此外，在信号处理方面我们此外，在信号处理方面我们采用了多阶低通滤波器，信号隔采用了多阶低通滤波器，信号隔离和过采样技术等，最
5、大限度的离和过采样技术等，最大限度的保证了微弱光强信号检测的准确保证了微弱光强信号检测的准确性。性。3 测试系统的设计测试系统的设计 整个系统的处理核心是基于单片机MSP430F1611来完成的，人机交互界面使用大屏幕触摸屏OCMJ15X20d,显示图像清晰,菜单界面友好。3 测试系统的设计测试系统的设计实物成果展示实物成果展示测试系统全图测试系统全图控制系统实物控制系统实物实物成果展示实物成果展示si衬底磁光膜衬底磁光膜 噪声测试噪声测试4 数据分析数据分析多晶多晶YIG磁光膜磁光膜 系统的最大噪声在0.1以内；测试参数为：扫描时间25S，温度15。v主要创新点主要创新点理论创新系统创新功能
6、创新提出激光光提出激光光强实时反馈强实时反馈和信号实时和信号实时除法运算两除法运算两种方法。种方法。利用该方法利用该方法设计和集成设计和集成出一套完整出一套完整的磁光克尔的磁光克尔回线测试仪回线测试仪。内嵌内嵌CPUCPU和大和大屏幕液晶，可屏幕液晶，可以以独立工作或独立工作或者者与计算机协与计算机协同测试，使用同测试，使用方便。方便。4 总结与结论总结与结论总结与结论总结与结论v结论结论 本项目提出一种激光信号强度实时反馈本项目提出一种激光信号强度实时反馈并对采样回来的克尔效应信号进行实时除法并对采样回来的克尔效应信号进行实时除法运算的方法，研制出一套磁光克尔回线测试运算的方法，研制出一套磁光克尔回线测试仪，能够测量硅衬底或者透明基片磁光薄膜仪，能够测量硅衬底或者透明基片磁光薄膜的克尔角，并能绘制其磁滞回线，得出磁光的克尔角，并能绘制其磁滞回线，得出磁光膜的矫顽力。膜的矫顽力。
